郊區(qū)110kV變電站電氣部分設計

學生姓名學號班級專業(yè)電氣工程及其自動化學生姓名學號畢業(yè)設計題目某郊區(qū)110kV變電站電氣設計畢業(yè)設計題目指導教師姓名指導教師職稱講師指導教師職稱指導教師評閱人指導教師評閱人答辯小組學生姓名承擔指導任務單位電氣工程及其自動化講師學生姓名承擔指導任務單位電氣工程及其自動化講師班級姓名一、主要內(nèi)容110kV變電站設計，學會應用所學知識進行設計。二、基本要求1.電氣主接線設計2.短路電流計算3.電氣設備的選擇4.繼電保護配置與整定計算三、主要技術(shù)指標（或研究方法）電壓等級：110/10kv3.負荷情況最大負荷MW穿越功率MW負荷組成%級4.所處地理環(huán)境及條件站址地區(qū)海拔高度200m，地址平坦，地震烈度6度。年最高溫度40度，年最低溫度-20度，土壤溫度20°C，地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。如圖2為地理位置圖。四、應收集的資料及參考文獻[1]電氣設計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社.2003.[2]朱林根.民用建筑變配電設計[M].第2版.中國建筑工業(yè)出版社.20[3]航空工業(yè)部第四規(guī)劃設計研究院.工廠配電設計手冊[M].北京水利電力出版社.[4]黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社.2000.[5]雍靜主.供配電系統(tǒng)[M].第1版.機械工業(yè)出版社.2004.[6]劉介才.工廠供電[M].機械工業(yè)出版社.五、進度計劃畢業(yè)設計開題報告學生姓名學號某郊區(qū)110kV學生姓名學號班級專業(yè)電氣工程及其自動化一、研究背景110kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié)，變電所設計質(zhì)量的好壞，直接關系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，需提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長的需要，迫切要求增長供電容量，擬新建110kV變電所。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠和變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定因素。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，我國變電站具有功能綜合化，設備、操作、監(jiān)視微機化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡光纜化及運輸管理智能化等特征。變電站的綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎保證。建國以來，我國的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、電力分配的日益復雜和用戶對電能的質(zhì)量的要求進一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來我國計算機和通信技術(shù)的發(fā)展及自動化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。因此，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化的重要基礎之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可靠，安全，經(jīng)濟運行三、研究方案1.負荷分析及無功補償2.變壓器的選擇3.電氣主接線方案的選定4.選擇更安全可靠的一次電氣設備5.短路電流計算6.繼電保護7.做好變電站的防雷設計和接地設計根據(jù)變電所電氣設備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)公式進行，校驗是否在保護范圍之內(nèi)。同時做好變電站的接地電網(wǎng)，也可以有效的防止電力事故的發(fā)生。四、預期達到的結(jié)果保證重要變電所的安全用電。根據(jù)負荷分析、變電所接線方案比較、供電方式確定完成電氣設備選擇與繼電保護以及防雷接地等重要內(nèi)容?；A。設計內(nèi)容主要包括：負荷分析、變電所接主接線設計，按照任務書的要求，分析比較所得IIrequirements，designcalculationspecKeyWords:SubstationLoadanalysisShort-circuitCalculationII 1第2章負荷分析及無功補償 2 22.2負荷計算的目的 22.3負荷分析 32.4無功補償 4第3章主變壓器的選擇 53.1相數(shù)的確定 53.2繞組數(shù)的確定 53.3主變壓器臺數(shù)和容量的確定 53.4變壓器型號的確定 6第4章主接線方式的選擇 74.1主接線選擇的基本要求 74.2對變電站電氣主接線的設計原則 74.3各電壓等級線路的出線回數(shù)選擇電氣主接線形式 7第5章短路電流的計算 5.2各回路阻抗的計算 5.3短路計算 5.3.1110kV側(cè)短路計算 5.3.210kV側(cè)短路計算 6.1斷路器的選擇 6.1.1110kV側(cè)斷路器的選擇 6.1.210kV側(cè)斷路器的選擇 6.2隔離開關的選擇 6.2.1110kV側(cè)隔離開關的選擇 6.2.210kV側(cè)隔離開關的選擇 6.3導線的選擇 6.3.1110kV母線的選擇與校驗 6.3.210kV母線的選擇與校驗 6.4互感器的選擇 6.4.1電壓互感器的選擇 6.4.2電流互感器的選擇 IIIIIIⅠ 7.2繼電保護的基本原理和任務 7.3繼電保護的基本要求 7.4變壓器的繼電保護 7.5電力線路的繼電保護 7.6母線保護 7.7二次接線圖 8.1防雷設計 8.1.1防雷設計原則 8.1.2避雷器的選擇 8.1.3避雷針的配置 8.2接地設計 8.2.1接地設計的原則 8.2.2接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析 第9章電氣總平面布置及配電裝置的選擇 9.1.1配電裝置特點 9.1.2配電裝置類型及應用 9.2配電裝置的確定 9.3電氣總平面布置 參考文獻 致謝 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文重的作用。社會經(jīng)濟的發(fā)展，依賴高質(zhì)量和高可靠性變電站。變電站的站址選擇在市郊，靠近負荷中心，低損耗，提高經(jīng)濟效益；此外，這些電力負荷位于變于變電站的擴建；另外，變電站選址還考慮了變電站負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的重要任務。對國家[2]。變壓器的選擇、主接線方式選擇、短路電流計算1石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見2石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文近期負荷：P=(2＋2＋1.5＋1.5＋3＋3＋2＋2＋2＋2＋2＋1＋1.5＋1.5＋1＋1.5+近+ΣPi=32.2MW+44.5MW=76.i=1=Kt3(2/0.75+2/0.75+1.5/0.78+1.5/0.78+3/0.75+3/0.75+2/02/0.75+1/0.75+1.5/0.8+1.5/0.8+1/0.72+1.5/0.8+1.5/0.8+1.2/0.8)3(1+α%)=0.85345.9603(1+0.05)=41.019MVA=Kt3(2.5/0.75+2.5/0.75+2/0.78+2/0.78+3.5/0.75+3.5/0.75+2.5/2.5/0.75+2/0.75+2.5/0.75+2/0.8+2/0.8+1.5/0.72+1.5/0.8+1.5/0.78+1.5/0.78)3(1+α%)＝0.85358.26531.05=52.002MVA3石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文容器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小C4石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文表3-1單臺與兩臺變壓器比較比較單臺變壓器兩臺變壓器供電安全比滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量靈活方便性靈活性差靈活性好擴建適用性好5石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文表3-2變壓器參數(shù)額定電壓(kV)高壓低壓聯(lián)接組接號損耗(kV)流(%)(%)SFSZ9-50000/110YNd116石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文4.2對變電站電氣主接線的設計原則4.3各電壓等級線路的出線回數(shù)選擇電氣主接線形式7石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文圖4-1雙母線帶旁路母線接線8石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文優(yōu)點：供電可靠性高，運行靈活，但是主要用于優(yōu)點：供電可靠性高，斷路器故障檢修時，可不圖4-2單母線分段接線9石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文B石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文034565.3.1110kV側(cè)短路計算石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文fΣ1314起始次暫態(tài)電流：I=E×I/X=5.55kABfΣ在高壓側(cè)電路發(fā)生三相短路時，一般可取k=1.8jsfΣIIIBI=I∞=Ik=5.55kA5.3.210kV側(cè)短路計算石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文X=X+X=0.04+0.041=0.081X=X+X+XX/X=1.972起始次暫態(tài)電流:I=E×IB/Xf19.47kAEQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up19(沖擊電流),計算電抗)石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文6.1.1110kV側(cè)斷路器的選擇器的最大持續(xù)電流Imax1.053=0.2635kA=263.5A。表6-1斷路器參數(shù)額定額定電流A額定定定電流SSS0所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為80kA，k石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文rr6.1.210kV側(cè)斷路器的選擇定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流Imax=1.053=2886.8A。表6-2斷路器參數(shù)額定額定額定斷開動穩(wěn)定kA4S熱穩(wěn)定電固有分閘時間sSN9-10kk2rr石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文6.2.1110kV側(cè)隔離開關的選擇44表6-3隔離開關參數(shù)額定額定最大工作電壓接地極限通過電流kA4S熱穩(wěn)定電流AA有效值峰值GW4-110D動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即I=55kArr6.2.210kV側(cè)隔離開關的選擇e石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文表6-4隔離開關參數(shù)額定電壓(Kv)額定電流允許熱效應(kA2.s)動穩(wěn)態(tài)電流(kA)GN19-10短路沖擊電流I=49.56kA，I>I，動穩(wěn)定滿足要求。rr6.3.1110kV母線的選擇與校驗年最高平均溫度為+32℃,而導線長期允許溫度為+80℃,查表得溫度修正系數(shù)=0.89，IYj=Imax/k0=296.1A。Y6.3.210kV母線的選擇與校驗石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文選擇10kV母線型號為LMY-6338（雙條豎放矩形鋁導體查表得I=3288A。則母線的截面系數(shù)為：W=bh2/6=1031252/6=26042(mm3)=26.04310-6m3σ<σ=703106pa(σ為硬母線允許應力因此滿足動穩(wěn)定要求。6.4.1電壓互感器的選擇6.4.2電流互感器的選擇石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文額定電流比27×75）~（2×600）/5熱穩(wěn)定電流：I=2×11~2×30kA/1st動穩(wěn)定電流：i=2×2.8~2×76kANeN1二次回路電流:I=5AN2∞動穩(wěn)定校驗：I=2×76=152kA>I=49.56kA滿足動穩(wěn)定要求。Ng1S熱穩(wěn)定倍數(shù)：K=50tNe二次回路電流：I=5AN2熱穩(wěn)定校驗：Q=(K×I)2=(50×2.5)2=15625kA2.sttN1動穩(wěn)定校驗：I=2IK=2×2.5×90=318.15kA，I=19.47kA石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文1S熱穩(wěn)定倍數(shù)：K=50tNg二次回路電流：I=5AN22=1600kA2.s動穩(wěn)定校驗:I=2IK=2×0.8×90=101.81kA，I=19.47kA則I>I，滿足動穩(wěn)定要求。所以選擇LBJ-10型電流互感器[6]。石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文可靠電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。由于自然條件生故障和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文高壓母線側(cè)三相短路電流為I(3)=5.55kA高壓側(cè)k故其動作電流：Iop=ILmax=×524.86A=i石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文2電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗：Ik.min=0.86Ik=0.866×.55kA=2.4kAW動作電流Iop(ol)按躲過線路的額定一次電流I1N.T來整定，其計算為：瓦斯保護是變壓器的主要保護,能有效地反應變壓開口杯、干簧觸點等組成,作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸當變壓器內(nèi)部故障時，故障點局部發(fā)生過熱,石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文Ik(2)K=KwIki12動作電流I(ol)按躲過線路的計算電流I來整定，其計算為：ik石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文IKwIKki12i動作電流I(ol)按躲過線路的計算電流I來整定，其計算為：石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文根據(jù)原則(1)和原則(2)可構(gòu)成電流差動保護，根據(jù)原則(3)可工程電流比相式差石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文8.1.1防雷設計原則8.1.2避雷器的選擇型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按表8-1表8-1避雷器類型應用范圍配電用普通閥型10kV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒3~220kV發(fā)電廠、變電站配電裝置FCZ1.330kV及需要限制操作的220kV以及以下配電2.某些變壓器中性點FCD旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型用于旋轉(zhuǎn)電機（屋內(nèi)）石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器，且沒有串聯(lián)間隙NNS表8-2避雷器參數(shù)壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）不小于不大于沖擊放電電壓峰值大于（kV）擊殘壓不于（kV）FCZ-110石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文NNS表8-3FS-10主要技術(shù)數(shù)據(jù)滅弧電壓有工頻放電電壓有效值(kV)沖擊放電電壓峰不大于（kV）沖擊殘效值（kV）不小于不大于壓不大于（kV）FS—108.1.3避雷針的配置e(2)獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距d1≥0.2Ri+0.1h，且i且di石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文設計考慮不全面、施工不精細、測試不準確等原8.2.1接地設計的原則許放寬到5Ω,但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5Ω,接地電阻放寬是非周期分量的影響，當接地網(wǎng)電位升高時，3-10kV避雷器不應動作或動作后不應損減小。接地電阻的合格值既不是0.5Ω,也不是5Ω,而應根據(jù)工程的具體條件，在石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文8.2.2接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析所大門口設帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場強度比中心部分或方孔網(wǎng)，因為入地故障電流相對較小，地網(wǎng)面積石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文9.1.1配電裝置特點9.1.2配電裝置類型及應用較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維修都較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰，運行可靠多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文表9—1屋內(nèi)配電裝置安全凈距（mm）適用范圍A(1)帶電部分直接接地部分之間1(2)網(wǎng)狀和柵狀遮欄向上延伸線距地2.3m處，與遮欄上方帶電部分之間A2(2)斷路器和隔離開關的斷口兩側(cè)帶電部分之間B1(2)交叉的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間B2網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間C無遮欄裸導體至地面之間D平行的不同時停電檢修的無遮欄裸導體之間E通向屋內(nèi)的出線套管至屋外通道的路面4000表9—2屋外配電裝置的安全凈距（mm）適用范圍A1(1)帶電部分直接接地部分之間(2)網(wǎng)狀和柵狀遮欄向上延伸線距地2.5m處，與遮欄上方帶電部分之間A2(2)斷路器和隔離開關的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間B1(1)設備運行時，其外廓至無遮欄帶電部分之間(2)交叉的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間(3)柵狀遮欄至絕緣體和帶電部分之間(4)帶電作業(yè)時的帶電部分至接地部分之間B2網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間C(2)無遮欄裸導體至建筑物、構(gòu)筑物頂部之間D(1)平行的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間(2)帶電部分與建筑物、構(gòu)筑物的邊沿部分之間石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文110kV變電站進行了簡單的一次設計。設計中我主要完成了負多的書籍，從對變電站的生疏，到了解，再實際應用的設計。不過由于本人經(jīng)歷、閱歷處，比如對于原始數(shù)據(jù)中未給出，尚缺的，自己石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文[1]雍靜主.供配電系統(tǒng)[M].第1版.機械工業(yè)出版社.2004.[2]朱林根.民用建筑變配電設計[M].第2版.中國建筑工業(yè)出版社.20[3]航空工業(yè)部第四規(guī)劃設計研究院.工廠配電設計手冊[M].北京水利電力出版社.[4]黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京:中國電力出版社.2000.[5]電氣設計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社.2003.[6]劉介才.工廠供電[M].機械工業(yè)出版社.[7]張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].第2版.中國電力出版社.[9]J.DuncanGlover,PowerSystemAnalysisandDesign,ChinaMachinePress,2004.[10]ZhuBangshenChinaSafetyScienceJournal,ChinaSciencePress,2004.石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文了很多建議。王老師嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度、豐富淵博的知的工作態(tài)度，使我受益匪淺，同時也培養(yǎng)了我獨立思石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文moreandmore.石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文high-tech,aswellasfiber-optictechno石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文high-pressureandultrahigh-pressurecombinationofelectricala石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文beresolved.Atpresent,themthemicroprocessor-basedprotectionnetprotection,control,measu石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文putting,winningtopresstogotogetherwithchargedbarbedw